Egbert van Hattem
Dirk Grijpma begint spontaan met goed nieuws. Poly(trimethyleencarbonaat) netwerken, het polymeer dat aan de wieg staat van spin-off bedrijf Medisse (2006), is officieel ‘veilig’ bevonden als degradeerbaar biomateriaal. In 1998 werd het voor het eerst gemaakt. Nu mag het bedrijf, als vervolg op dierproeven, echte klinische tests voorbereiden. ‘Dit is een cruciale stap. Voor innovaties in de medische sector is een lange adem nu eenmaal noodzakelijk,’ zegt Grijpma.
Het proces van ringopeningspolymerisatiedat ten grondslag ligt aan de productie, is een techniek die in Twente is geoptimaliseerd voor het maken van flexibele, rubberachtige biomaterialen. Medisse brengt een biologisch afbreekbaar membraan op de markt, ter voorkoming van weefselverklevingen zoals die kunnen optreden bij operaties.
Grijpma: ‘Wat eerst technology push was, moet nu market pull worden. Dat betekent dat we gaan werken aan het opschalen van de productie, de toepassingen gaan verbreden en – en dat is heel belangrijk – dat we komen tot een product dat direct vanuit de verpakking bruikbaar is en waar de behandelend artsen een goed gevoel overhebben.’
Als voorbeeld pakt hij een steriel verpakte hechtdraad met aangebouwd haakje uit. ‘Dit kun je zo gebruiken en werkt altijd.’ De confrontatie met de dagelijkse praktijk zoekt Grijpma bewust op. In het Academisch Ziekenhuis in Groningen is hij een dag per week deeltijdhoogleraar. Vooral met de kaakchirurgen heeft hij een sterke band opgebouwd. Met hen werkt hij aan millimeterdunne implantaten om beschadigde oogkasbodems te kunnen behandelen. ‘Het onderzoek moet dicht tegen toepassing aanliggen, want chirurgen kunnen maar een beperkt deel van hun tijd aan onderzoek besteden. Zij geloven echt in de potentie van onze biodegradeerbare materialen. Deze zijn goed inzetbaar voor botaangroei want er komen geen zuren vrij die gezond bot kunnen beschadigen.’
(Foto: Gijs van Ouwerkerk)
Sponsstructuren
Daarnaastontdekte Grijpma vijf jaar geleden de potentie van fotopolymerisatiereacties. Door beschijning wordt een vloeistof in een tijdbestek van vijftien tot dertig seconden solide. Met stereolithografie zijn danstapsgewijs mathematisch gedefinieerdestructuren te maken met een nauwkeurigheid tot 25 micrometer. Implantaten met een ontworpengeometrie en biologische functionaliteit zijn op deze manier maakbaar. Grijpma laat het zien: rubberachtige netwerkstructuren, flexibele sponzen met variabele poriestructurenen laag voor laag opgebouwde holle bloedvatontwerpen.
Hij onderscheidt twee categorieën toepassingen: directe inzet van de materialen zelf waarbij de biomaterialenbiologische functionaliteit krijgen en het inbrengen van de structuren nadat in een bioreactor lichaamseigen cellen op de structuur zijn aangebracht (tissue engineering). ‘We hebben de polymeren helemaal nieuw geïntroduceerd en zien de mogelijkheden, maar we ontmoeten ook de nodige scepsis.’
Een vorm van tissue engineering is de inzet van biodegradeerbare, poreuze en buisvormige dragermaterialen (scaffolds). De poriën in de wanden vormen zich door zoutdeeltjes in te mengen en deze na vernetting van het polymeer weg te wassen met water. Hierin kan men vervolgens humane gladde spiercellen zaaien. Dit resulteerde reeds in bloedvatconstructies met prima mechanische eigenschappen.
Grijpma: ‘Voor tissue engineering is een weg naar de klinischepraktijk, zoals Medisse met haar membranen, nog een stap te ver. Het verwachte rendement ligt op te lange termijn. Binnen de vakgroep zoeken we actief naar toepassingsgebieden, want ondertussen beheersen we de productietechnieken goed en kunnen we de meest exotische structuren en functionaliteiten maken.’
Enthousiast is hij over recent gemaakte auxetische structuren. Dit zijn structuren die in volume toenemen als je er aan trekt. Deze specifieke geometrische eigenschap past exact bij de manier waarop botstructuren van nature zijn opgebouwd.
Ook flexibelepolymeren met ingebouwd vormgeheugen zijn volgens Grijpma kansrijk. Bij de behandeling van lage rugpijnklachten kan men deze aanbrengen aan de binnenkant van tussenwervelschrijven. ‘Eerste experimenten in hondenkadavers zijn uitgevoerd. Het principe werkt als het plakken van een band van binnenuit.’
Verder ziet hij mogelijkheden voor de inzetvan dunne staafjes die onder invloed van lichaamswarmte opkrullen tot een veer. Deze eigenschap sluit goed aan bij minimaalinvasieve opertietechnieken, zoals de behandeling van aneurisma’s. ‘Maar het zal nog wel even duren voor het echt zo ver is.’
